表面活性剂制造技术

本发明专利技术涉及可衍生自脂肪醇和糠酸的酯化的根据式(I)的化合物。本发明专利技术还涉及所述化合物作为表面活性剂的用途、包含所述化合物的组合物以及所述化合物的制备。合物以及所述化合物的制备。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】表面活性剂


[0001]本专利技术涉及可以充当表面活性剂的化合物、它们在去污剂中的用途以及所述化合物的制备。

技术介绍

[0002]表面活性剂是最常用的化学商品之一，大量商业化并在许多不同领域，例如在家庭、工业、农业和个人护理产品中得到应用。由于它们的产量很高，所以在所用原料、合成程序、可生物降解性和配方方面的可持续性是评估表面活性剂成功的重要参数。
[0003]表面活性剂的设计基于表面活性剂化合物的亲水部分和疏水部分的化学结构的选择。表面活性剂的评估可以通过评估不同的参数来完成，例如临界胶束浓度(CMC)、Krafft温度(KP)、耐硬水性、发泡性、溶解度、乳化特性、毒性和可生物降解性。为了满足所有这些参数之间的良好折衷，许多已知的去污剂是不同化学化合物的配方，其中表面活性剂是活性成分，占配方的15％至40％，并且包含添加剂如助洗剂、螯合剂和水溶助长剂以优化表面活性剂的性能。
[0004]直链烷基苯磺酸盐(LAS)已广泛用作去污剂应用中的表面活性剂，如Suri，S.K.；Thakur，M.S.；Bhardwaj，S.；J.Am.Oil Chem.Soc.1993，70(1)，59
‑
64.https：//doi.org/10.1007/BF02545368中所述。然而，添加剂需要与LAS共混以获得具有合适去污剂特性的去污剂配方。有些必须存在来调整LAS特性的添加剂被认为会危害环境。例如，用于提高LAS的耐硬水性的三聚磷酸钠(STPP)、乙二胺四乙酸(EDTA)和次氮基三乙酸钠被认为对人类和/或水生生物有毒。目前使用其他更环境友好的助洗剂，例如沸石或柠檬酸，但这些添加剂更昂贵和/或更难配制成去污剂。
[0005]此外，LAS由不可再生的基于石油的原料制成。出于这个原因，可以从如棕榈仁、椰子油或脂肪酸的可再生资源中生产的生物衍生的十二烷基硫酸钠(SDS)已被用作LAS的替代品。然而，SDS的实用性有限，因为它在硬水中表现不佳，表现出高CMC，并且与LAS一样，必须用可能为昂贵和/或危害环境的添加剂配制以提高其性能。
[0006]Gassama等人，Green Chem，2013，15，1558
‑
1566，Kraus&ee，J.Surfact.Deterg.(2013)16：317
‑
320、US20170226075和US20180327375已经提出了替代性表面活性剂。
[0007]仍然希望提供具有改善的性能的新的表面活性剂，例如：从生物可再生和/或低成本原料中可得到；在硬水中良好的性能；高溶解度；和/或低CMC。还希望可以将新的表面活性剂配制成去污剂，同时使用较少的助洗剂、螯合剂和水溶助长剂。

技术实现思路

[0008]本公开涉及衍生自脂肪醇和糠酸的酯化的一类新的表面活性剂。
[0009]在本专利技术的第一方面，提供了式(I)化合物：
[0010][0011]其中R1是其中X是阳离子；R2为无环C8至C
18
脂族基团。
[0012]本专利技术的第二方面涉及式(I)化合物作为表面活性剂的用途。
[0013]在第三方面，本专利技术提供包含式(I)化合物的组合物，其中该组合物是去污剂组合物、个人护理组合物、油回收组合物、药物组合物、农业组合物或涂料组合物。
[0014]在第四方面，本专利技术提供了一种制备式(Ia)化合物的方法，
[0015][0016]包括以下步骤：
[0017]a)使式(II)化合物与磺化剂接触；和
[0018][0019]b)添加碱以形成式(Ia)化合物；其中X和R2如本专利技术的第一方面中所定义。
[0020]在第五方面，本专利技术提供了一种制备式(Ib)化合物的方法，
[0021][0022]包括以下步骤：
[0023]a)使式(II)化合物与羧化剂接触；和
[0024][0025]b)添加酸以形成式(Ib)化合物；其中X和R2如本专利技术的第一方面中所定义。
[0026]在第六方面，本专利技术提供包含式(I)化合物和十二烷基硫酸钠的组合物。
[0027]在第七方面，本专利技术提供式(II)化合物，其中R2如本专利技术的第一方面中所定义。
[0028]在第八方面，本专利技术提供了制备式(II)化合物的方法，
[0029][0030]该方法包括使糠酸与式(III)化合物接触的步骤，可选地在存在酸下进行，
[0031]R2‑
OH
[0032](III)
[0033]其中R2如本专利技术的第一方面中所定义。
[0034]在第九方面，本专利技术提供了制备式(II)化合物的方法，
[0035][0036]该方法包括在存在氧源和催化剂下使糠醛与式(III)化合物接触的步骤，
[0037]R2‑
OH
[0038](III)
[0039]其中R2如本专利技术的第一方面中所定义。
附图说明
[0040]图1
‑
不同浓度下表面张力的测量
‑
示出了不同表面活性剂的水溶液的表面张力随表面活性剂浓度的变化。
[0041]图2
‑
在表面活性剂浓度为CMC两倍时进行的水/表面活性剂的辛醇溶液的液滴形成
‑
示出了用于测量表面活性剂的辛醇溶液的表面张力的液滴实验图像。
[0042]图3示出了在存在不同催化剂下十二烷醇和糠酸之间的反应获得的糠酸十二烷基酯的量。
[0043]图4示出了糠酸十二烷基酯的生产速率如何受反应中存在的硫酸催化剂的量的影响。
[0044]图5示出了糠酸辛酯被氯磺酸磺化的速率如何受反应温度的影响。
具体实施方式
[0045]在本专利技术的第一方面，提供了式(I)化合物：
[0046][0047]其中R1是其中X是阳离子；R2为无环C8至C
18
脂族基团。
[0048]对于式(I)化合物，X是阳离子。X可以是碱金属阳离子、碱土金属阳离子或铵阳离子。X可以是钠阳离子、钾阳离子、锂阳离子、钙阳离子、镁阳离子或铵阳离子。X可以是碱金
属阳离子，例如钠阳离子或钾阳离子。
[0049]R2是无环C8至C
18
脂族基团。R2可以是饱和的无环C8至C
18
脂族基团，例如C8至C
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烷基。R2可以是不饱和的无环C8至C
18
脂族基团，例如C8至C
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烯烃。R2可以是直链C8至C
18
脂族基团。因此，R2可以是直链C8至C
18
烷基。或者，R2可以是支链C8至C
18
烷基。R2也可以是不饱和的直链C8至C
18
脂族基团。
[0050]R2含有八至十八个碳原子。R2可以含有八至十六个碳原子。R2可以是例如C8脂族基团、C<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种式(I)化合物：其中R1是其中X是阳离子；和R2是无环C8至C
18
脂族基团。2.根据权利要求1所述的化合物，其中，X是碱性金属阳离子，例如钠阳离子、钾阳离子、锂阳离子、钙阳离子、镁阳离子或铵阳离子。3.根据权利要求1所述的化合物，其中，X是钠阳离子或钾阳离子。4.根据权利要求1所述的化合物，其中，X是钠阳离子。5.根据权利要求1至4中任一项所述的化合物，其中，R2是直链C8至C
18
脂族基团。6.根据权利要求5所述的化合物，其中，R2是直链C8至C
18
烷基。7.根据权利要求6所述的化合物，其中，R2是直链C8、C
12
或C
16
烷基。8.根据权利要求5所述的化合物，其中，R2是不饱和直链C8至C
18
脂族基团。9.根据权利要求1至8中任一项所述的化合物，所述化合物具有式(Ia)的结构：10.根据权利要求1至8中任一项所述的化合物，所述化合物具有式(Ib)的结构：11.根据权利要求1至9中任一项所述的化合物，所述化合物具有以下结构：12.根据权利要求1至11中任一项所述的化合物作为表面活性剂的用途。13.一种组合物，包含权利要求1至11中任一项所述的化合物，其中，所述组合物是去污剂组合物、个人护理组合物、油回收组合物、药物组合物、药物递送组合物、农业组合物、涂层组合物或涂料组合物。14.一种组合物，包含两种或更多种权利要求1至11中任一项所述的化合物的混合物，可选地其中所述组合物是权利要求13所述的组合物。15.根据权利要求14所述的组合物，包含其中R2是无环C8脂族的权利要求1至11中任一项所述的化合物和其中R2是无环C
12
或C
16
脂族的权利要求1至11中任一项所述的化合物。
16.一种制备式(Ia)化合物的方法，所述方法包括以下步骤：a)使式(II)化合物与磺化剂接触；和b)添加碱以形成所述式(Ia)化合物，其中X和R2如权利要求1至9中任一项所定义。17.根据权利要求16所述的方法，其中，所述磺化剂选自吡啶/三氧化硫复合物、发烟硫酸、三氧化硫或氯磺酸。18.根据权利要求16所述的方法，其中，所述碱是碱金属氢氧化物，例如氢氧化钠或氢氧化钾。19.一种制备式(Ib)化合物的方法，所述方法包括以下步骤：a)使式(II)化合物与羧化剂接触；和b)添加酸以形成所述式(Ib)化合物，其中X和R2如权利要求1至8和10中任一项所定义。20.根据权利要求19所述的方法，其中，所述羧化剂是二氧化碳。21.根据权利要求20所述的方法，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿米尔，
申请(专利权)人：帝国理工学院创新有限公司，
类型：发明
国别省市：